Влияние среднего (постоянного) напряжения цикла (_m; _m) на сопротивление металлов усталости заключается в том, что с ростом средних растягивающих напряжений предельная амплитуда цикла _a(пред) уменьшается, а с ростом средних сжимающих напряжений _a(пред) увеличивается (рис. 8). Количественно эта закономерность выражается в виде коэффициентов влияния асимметрии цикла:
=_a(пред)/_m или =_a(пред)/_m,
т.е. в виде отношения приращения предельной амплитуды к соответствующему приращению среднего напряжения цикла. Величина коэффициентов и зависит от свойств металлов и изменяется в пределах 0<<0,5; 0<<0,2.
Для мягких сталей указанные величины коэффициентов меньше, чем для твердых.
Таким образом, предельная амплитуда для несимметричного цикла с коэффициентом асимметрии R будет связана с предельной амплитудой при симметричном цикле следующей зависимостью:
_R=_-1-_m,
где _m - алгебраическая величина среднего напряжения.
При усталостных испытаниях на симметричный изгиб или растяжение-сжатие приложение к испытуемому образцу постоянного крутящего момента не оказывает заметного влияния на предельную амплитуду [81].
На рис. 8 дана типичная диаграмма зависимости предельных амплитуд цикла от средних напряжений. Значения верхних и нижних напряжений цикла ограничиваются пределами текучести соответственно при растяжении _т и при сжатии _-т. Если амплитуда рабочих переменных напряжений _а(раб) остается постоянной с изменением величины средних напряжений цикла _m и равна _а(пред) при симметричном цикле, то отношение К=_а(раб)/_а(пред) будет изменяться согласно нижней кривой, изображенной на рис. 8. Это отношение К можно рассматривать как коэффициент, корректирующий величину запаса предела прочности (n=_а(пред)/_а(раб)) при циклическом нагружении металлических образцов или деталей в зависимости от величины и знака средних напряжений цикла. Чтобы учесть влияние среднего напряжения цикла, запас предела прочности по предельной амплитуде следует умножить на коэффициент К. На рис. 8 показан частный случай, когда _т1/2_-т и 0,5. Здесь неблагоприятное проявление средних растягивающих напряжений может выражаться в двукратном понижении запаса предела прочности от действия средних растягивающих напряжений. Благоприятное проявление средних сжимающих напряжений может выражаться также в двукратном повышении запаса предела прочности (абсцисса Б; К=0,5); при этом оно распространяется на значительно больший диапазон их значений (О-А), чем в случае средних растягивающих напряжений. Положительная роль средних сжимающих напряжений может проявляться даже в области, где нижние значения напряжений цикла достигают величины предела текучести при сжатии (участок Б-А абсциссы). Чрезмерно большие средние сжимающие напряжения могут приводить и к неблагоприятному эффекту в смысле снижения величины запаса предела прочности (участок левее точки А на абсциссе).


На рис. 9 (по данным Смита) показаны результаты испытаний на осевое растяжение мягких сталей 13 различных марок при различных значениях средних напряжений. Они показывают большое колебание величины , среднее значение которой =0,2.